Уникальные свойства нанобумаги

Исследователи из Стокгольмского Королевского института новых технологий в Швеции совместно с японскими ученными открыли новый вид нанобумаги по прочности многократно превосходящую чугун и лишь на немного уступающую стали. Созданный вид нанобумаги практически не отличается от обычных стандартных бумажных листов, но получили ее с помощью специальных технологий.

 

Как утверждают создатели, первый этап обработки нанобумаги ничем не отличается от традиционного изготовления бумажных листов: древесина обрабатывается химическими ферментами, размягчается, а затем разбивается в воду, образуя однородную углеродную смесь. Вот на этом этапе ученные и решились на опыт – они вместо целлюлозных волокон использовали углеродные нанотрубки.

 

В результате исследований было учеными было замечено, что при продольном вытягивании листа нанобумаги ширина его увеличивалась, в то время, как у многих обычных материалов при их растяжении сокращается размер в поперечных направлениях. Как выяснили исследователи, это происходит из-за зигзагообразной формы нанотрубок, которые соединены между собой как рейки в решетчатых структурах.

 

Другим неожиданным результатом данного эксперимента стало то, что, как оказалось, композиция, состоящая из нанотрубок разного типа, в разы прочнее, чем каждый материал в отдельности.

 

Отрицательный коэффициент, наблюдаемый в созданной нанобумаге, способен возникать из-за уникального сочетания силовых констант, которые описывают работу на изгиб и растяжение нанотрубок в данном материале. Чрезвычайно важное значение в созданном учеными материале имеет трубчатая форма волокон и их степень сцепления между одностенными нанотрубками.

 

Такую необычную способность нанотрубок в созданном материале можно будет использовать для создания новых материалов, искусственных мускулов, всевозможных датчиков. В области приборостроения, например, можно будет создавать высокоточные датчики, для которых требуется материал, имеющий нулевой коэффициент поперечной деформации. А если этот материал применить для изготовления винных пробок, то все попытки открыть бутылку штопором будут бесполезными, так как пробка, при всех попытках ее вытянуть, только плотнее будет прилегать к горлышку бутылки.

 

В природе так же существуют материалы, которые обладают подобными свойствами: некоторые минералы, кожа на вымени коровы, живая ткань кости. Понимание необходимости роли подобных материалов в жизни человека пришло только лишь в последние годы, поэтому многие синтетически созданные ауксетики изготавливаются на основе пленок из полимеров.